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Mémoire de Maîtrise
DOI
10.11606/D.75.2014.tde-04122014-164605
Document
Auteur
Nom complet
Mayara Conrado Sartori
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Carlos, 2014
Directeur
Jury
Lima Neto, Benedito dos Santos (Président)
Martins, Leandro
Moreira, Wania da Conceição
Titre en portugais
Polimerização via metátese por abertura de anel de olefinas cíclicas catalisada por complexo de rutênio imobilizado em nanotubos de carbono
Mots-clés en portugais
metátese
nanotubos de carbono
ROMP
rutênio
Resumé en portugais
A proposta do projeto era a imobilização do complexo [RuCl2(PPh3)3] em matriz de nanotubos de carbono pelo ligante 3-piperidinametanol para ser utilizado em reações de ROMP. Para tanto, o trabalho dividiu-se em duas etapas: (1) estudo do complexo [RuCl2 (PPh3)2 (pip-3-MeOH)] e sua atividade na ROMP; (2) imobilização do complexo [RuCl2 (PPh3)3] e estudos de ROMP com o mesmo. Na primeira etapa, o complexo foi caracterizado por análise elementar (CHN), EPR, FT-IR, RMN 31P{1H} e espectroscopia eletrônica na região do UV-vis. Os resultados sugerem um complexo pentacoordenado com os íons cloreto cis-posicionados. A ROMP de norborneno em clorofórmio foi testada na ausência e na presença de diferentes ácidos no meio. Os melhores rendimentos obtidos foram de 93,6% de poliNBE (Mn = 11 x 104 g.mol-1; IPD = 1,8) em reações de 60 min a 50°C, na presença de HCl com razão molar [NBE]/[Ru] = 5000 e 5 μL de EDA. Por MEV, observou-se que os polímeros obtidos não apresentaram poros. Por análise de DSC, obteve-se Tg de aproximadamente 36,5°C. Na segunda etapa do trabalho, o composto obtido foi caracterizado por análise elementar (CHN) e FT-IR. Foram realizados estudos de lixiviação utilizando-se um sistema de Soxhlet seguido de análise por espectroscopia de absorção atômica. A porcentagem de rutênio lixiviada foi de 26,13%. O composto SWNT-Ru foi utilizado em reações de ROMP de NBE. Em reações de 60 min em diclorometano a 50°C com razão molar [NBE]/[Ru] = 5000 e 5 μL de EDA, o rendimento foi de 72,1%. Os polímeros com CNTs foram analisados por MEV e também não apresentaram poros. Já na análise de DSC, observou-se um aumento na Tg, que foi de 42,5°C. Na tentativa de separar o catalisador ancorado do polímero obtido, testou-se a ROMP em tolueno com concentrações de NBE baixa ([NBE]/[Ru] = 300) e alta ([NBE]/[Ru] = 5000), com adição de etil vinil éter para finalizar a reação. Em nenhum dos casos obteve-se sucesso. Um experimento adicional ao trabalho foi a funcionalização de matriz de grafite com complexo de rutênio. O composto obtido foi caracterizado por análise elementar (CHN), FT-IR e espectroscopia eletrônica na região do UV-vis. Os resultados mostraram que o grafite pode ser funcionalizado e é uma alternativa de matriz de baixo custo para imobilização de complexos de rutênio.
Titre en anglais
Polymerization via ring opening methatesis of ciclic olefins catalysed by ruthenium complex immobilized in carbon nanotubes
Mots-clés en anglais
carbon nanotubes
methatesis
ROMP
ruthenium
Resumé en anglais
The project aimed the complex [RuCl2(PPh3)3] immobilization in carbon nanotubes by the ligand 3-piperidinemethanol to be used in ROMP. So, this work was divided in two parts: study of the complex [RuCl2 (PPh3)2 (pip-3-MeOH)] and its activity in ROMP; (2) complex [RuCl2 (PPh3)3] immobilization and ROMP studies with it. In the first part, the complex was characterized by elemental analysis (CHN), EPR, FT-IR, RMN 31P{1H} and electronic spectroscopy on UV-vis. The results suggest a pentacoordinated complex with cis-positioned chlorides. The ROMP of norbornene in absence and presence of different acids was tested. The best yield was 93,6% ((Mn = 11 x 104 g.mol-1; PDI = 1,8) of poliNBE in reactions of 60 minutes at 50°C in the presence of HCl with a molar ratio [NBE]/[Ru] = 5000 and 5 μL of EDA. By SEM, it was observed that polymers obtained didn't showed pores. For DSC analysis, Tg was approximately 36,5°C. In the second part of the work, the obtained compound was characterized by elemental analysis (CHN) and FT-IR. Leaching studies with a Soxhlet system were performed, followed by analysis by atomic absorption spectroscopy. The percentage of leached ruthenium was 26,13%. The SWNT-Ru was used in ROMP of NBE. In 60 minutes reactions in dichloromethane at 50°C with a molar ratio [NBE]/[Ru] = 5000 and 5 μL of EDA, the yield was 72,1%. The polymers with CNTs were analyzed by SEM and also showed no pores. In DSC analysis, an increase in Tg was observed, which was 42,5°C. In attempting to separate the catalyst from the polymer obtained, ROMP in toluene was tested with low (NEB]/[Ru] = 300) and high ([NBE]/[Ru] = 5000) concentrations, with addiction of ethyl vinyl ether to complete the reaction. None of them was successful. An additional experiment was the functionalization of graphite matrix with ruthenium complex. The obtained compound was characterized by elemental analysis (CHN), FT-IR and electronic spectroscopy in the UV-vis region. The results showed that the graphite can be functionalized and is an alternative low-cost matrix for immobilization of ruthenium complexes.
 
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Date de Publication
2014-12-09
 
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